文昌油田FPSO培训手册-机械.pdf

WENCHANG19-1/15-1/14-3/8-3 油田 FPSO 培训教材 1第四章第四章 主要机械设备主要机械设备 4.1 主电站主电站 4.1.1 主电站的布置主电站的布置 文昌 19-1/15-1/14-3/8-3 油田的 FPSO 上部模块的动力模块上配置有三台由美国索拉（SOLAR）公司生产的金牛座（TAURUS）70 型双燃料燃气轮机驱动的主发电机组，作为本油田的主电站三台编号为 GTG-7002A/B/C 的机组并列安装在动力模块偏向船的右舷的一侧，7002C 机组距该模块右侧边缘 7.675 米，机组之间心中线的间距为 7 米，A 机组的中心线正好与该模块中心线重合，机组的外形尺寸大约是（长 x 宽 x 高）16.0x3.8x8.0 米，净重 90 吨，湿重大约是 95 吨，每台机组的 ISO 功率为 7.5MW 在三台机组的后端（生活区方向）并列布置着燃气轮发电机组用的日用柴油柜一台，柴油增压泵三台，应急配电间和蓄电池间（从模块中心往右舷依次布置，而在该模块的左舷分别设置了本 FPSO上部模块的主配电间和主变压器间， 根据安全要求， 上述这四间设备间均采用了 A60 的防火墙与主发电机组隔离，详细的布置如图 4.1.1 所示。

该主电站除了为 FPSO 提供全部用电负荷之外还通过单点系泊装置的电滑环和海底电缆输送10.5KV 的电至各井口平台，经降压后供它们的日常用电，在正常生产的情况下，只需两台机组并联运行供电，只有在原油外输工况三台主机全部并联投入运行 机 械 设 备 2图图 4.1.1 轮气轮机发电机组的平面布置轮气轮机发电机组的平面布置 4.1.2 撬装式燃气轮机发电机组简介撬装式燃气轮机发电机组简介 1. 金牛座（Taurus）70 型燃气轮机发电机组是一台设备齐全的，只需与辅助设备和辅助系统连接好之后便能独立而正常地工作的发电机组该机组性能良好，在 FPSO 动力模块上占用的就位空间小、安装简单、费用低、省时省劳动力 2. 撬装式发电机组包括有如下一些设备和系统 ? Taurus---70 型单轴布置的工业用燃气轮机 ? 发动机的进气和排气集管和系统 ? 行星式主减速传动齿轮箱 ? 交流同步发电机 WENCHANG19-1/15-1/14-3/8-3 油田 FPSO 培训教材 3? 透平和发电机的控制系统 ? 发电机组的起动系统 ? 燃料气和燃料油（柴油）系统 ? 润滑油系统 ? 316L 不锈钢材质的管线和管汇 ? 带有滴油盘的撬装底座 ? 撬内安装的数字式显示盘和电气连线 3.设备的布置连接简介 就发电机组撬而言，燃气轮机、减速齿轮箱和同步发电机是构成该撬的主要机件。

这些机件安装在一个由重型钢结构焊接而成的框形构架之上，即所谓的公用底座这三大机件以一字式排列布置在这个框架上，形成了一个刚性很强的整体，并以 Gimbal 三点支撑的方式与动力模块甲板相连，起到了极佳的减振效果，同时更好的适应 FPSO 的摇摆性如图 4.1.2 所示撬块与外部公用系统之间的连接点则设置在底座撬的四周边缘，因此连接起来是很方便的，电气设备的连接点则设置在撬上安装的接线盒中和接线端子片上 图 4.1.2 机组主要件在公用底座上的安装图 4.1.2 机组主要件在公用底座上的安装 减速齿轮箱用螺栓直接固紧在燃气轮机的壳体上，通过一根花键轴与透平的主轴实现内部相连，这样做的好处是免除了等到达安装现场再进行对中的必要性 减速齿轮箱的输出端与发电机的连接则籍助一只带有一定柔性的干式抗剪切型的圆盘状摩擦片联轴器来实现的， 并在其外部加装有一个防火花型的安全护罩，这种连接方式就为齿轮箱与同步发电机之间的对中提供了一个方便的调节点 4. 诸系统管线与仪表管线采用的材质 燃气轮机发电机组撬上的大部分管线和管汇多数选用的是 316L 不锈钢的材料，比如发动机的起机 械 设 备 4动系统、燃料气和燃料油系统、润滑油系统、透气和排气系统中的 4 英寸和 4 英寸以下的所有管线均是如此。

另外，与一些辅助设备相连接的法兰也采用的是 316 不锈钢与此等效的材质制成，然而 6 英寸以上的大直径管线则采用的是碳钢材质 所有仪表用的小直径管路接头采用的是冲压成型的双插式连接件，即带有 swagelok 标记的连接件，所有 316L 不锈钢材质的仪表用小直径管路配备的也都是 316 不锈钢制作的接头仪表的标签铭牌也是不锈钢的但是，在此应指出的是如下一些零部件则不是不锈钢制作的， —阀体或阀块和系统的功能部件 —管子的支撑托架 —滑油柜的盖子组件，包括其上的接管和焊接在板体上的连接件 —活动的滑油泄放连接管和板 —柔性管的连接器 —滤器的壳体和 MCT 过滤器 —滑油柜和滑油冷却器 —发电机组撬的垫块 5. 电缆与电动机的连接 凡是符合IEC标准的电缆与按NEC标准撬装的电动机接头的连接布置均提供有三路带导管的电缆接线箱以便每一只电动机的连接 6.发电机组撬在动力模块上的安装与连接 每一台发电机组的撬装底座与动力模块的钢甲板及其钢结构支撑的安装连接采用了由厂商提供的底板、调平垫块、调节螺丝和地脚螺栓 7.凡是安装在 NEC 标准的 1 级、D 组、2 类危险区域的电气设备，包括撬上的电气设备，均按照 NFPA 7O（NEC 标准）要求进行，发电机组撬上的电动机和其它电气设备采用的是 380V、50HZ 3 相交流电制；蓄电池的充电器，空间加热器和照明灯则采用的是 220V 、50HZ、单相、交流电制。

4.1.3 主电站机组的技术性能参数 4.1.3 主电站机组的技术性能参数 三台双燃料型发电机组均是以撬装形式供货，机组及各主要组成部分的技术性能参数如下： 1. 燃气轮机发电机组 制造厂商： 美国 SOLAR 公司 设备编号： FPSO-GTG-7002A/B/C ISO 状态下的输出功率： 7.52MWe@15145RPM 当采用本项目规定的天然气燃料，环境温度为 34.90C，海拔高度 15 米，相对湿度为 85%，进气WENCHANG19-1/15-1/14-3/8-3 油田 FPSO 培训教材 5管损失 75mm 水柱，排气管损失 100mm 水柱时厂商保证现场功率为：6.02MWe 机组外型尺寸（长 x 宽 x 高） 16.0x3.8x8.0m 机组撬总重量: 净重大约 90t，湿重大约 95t 燃料种类： 油田伴生气和柴油 2. 燃气轮机 制造厂商 美国 SOLAR 公司 型号： 金牛座（TAURUS）7O-1030150（残留） 。

2. 基于发电机铭牌给出的额定值，在 40oC 时，绝缘符合 NEMA 标准的 F 级，80o的温升为 B 级，连续工作制的功率因素为 0.8，发电机的轴承为双剖分的轴套、润滑油润滑，发电机的连接为 6 线 Y型连接，发电机罩壳的防护等级为 IP56，CACA 冷却 3. 发电机的转子支撑在两只独立的轴承上，发电机设计成有一段延长的轴，以便适应燃气轮机的直接驱动，并且包括有按照 SOLAR 燃气轮机与 KATO 公司签订的工程合同要求的以下标准辅助设备： 永磁发电机；空间加热器（220V、一相） ；定子绕组的电阻式热探测器（两相、100Ω铂金的） ；加大尺寸的接线箱；不锈钢的铭牌；符合一级 D 组 2 类区域使用的温度探测仪；发电机罩壳用的空气对空气（CACA）的热交换器（包括 304 不锈钢管） ；其设计符合 85dBA 限定值的要求；发电机机架尺寸为：4p100.5-5000 以适应 CACA 的要求；3 只 1T1780 型高辩差的故障电流互感器（带有 1000:5比率， 安装在中线接线盒上和 3 只船运散件） ； 1 只 1T1780 型涡流补偿电流互感器 （带有 1000:5 比率，安装在中线接线盒上） ；励磁机用空间加热器（220V、50HZ、一相） ；可卸式的铜汇流排拉杆；轴承的电阻式热探测器（每个轴承安装一只、100Ω、铂金的） ；美国内华达洲生产的弯头型 XY 型 3300系列的探测器（每个轴承安装一组） ；测振开关（带有两个端头，其中一端用于报警，另外一端用于关断） ；发电机的水平分析仪。

4.1.4.4 发电机组的罩壳发电机组的罩壳 1、发电机组的罩壳是一个全钢结构的封闭壳体，完全自容性的，全天候，而且有吸音降噪功能，它WENCHANG19-1/15-1/14-3/8-3 油田 FPSO 培训教材 9组装在燃气轮机撬的底座上如图 4.1.4.4a 和 4.1.4.4b 所示，罩壳的侧壁和顶盖还包括护墙板和出入的门都被支撑在一个重型的框架上，为了能完全靠近机组的主要零部件，以便对其进行检查和维修，甚至借助叉形杆和顶置式起重设备将这些零部件拆卸出来，因此罩壳的侧壁、顶盖和护墙板设计成可以一块一块地很容易拆卸的结构护墙板使用玻璃纤维材料制成，以利于吸音和绝热，所有的护墙板之间安装有挡风雨的压条，因此起到了密封和隔音的效果这个罩壳设计成可承受 50Lb/FT2的顶盖载荷和 120m/hr 速度的风载荷 2、在罩壳上还配置有下列设备： ? 罩壳的通风口上配置有防风雨百叶窗的透气消音器 ? 罩壳的通风由一台单独马达驱动的风机来完成，该马达是三相交流高效的，F 级绝缘，风机所产生的风量大小要保证处于罩壳内部的设备四周的气温保持在可以接受的限定值之内 当然风机尺寸大小还取决于通风系统中的滤器外形尺寸。

另外， 为了便于有足够的通风空气自由流过罩壳内，在罩壳上提供有合适的开口，为了加强通风或者是满足检验要求，有的罩壳上采取双风机的通风系统 ? 为了避免罩壳内部的气体通过罩壳的密封逸出，在罩壳的主传动部位保持负压状态相反地，为了要防止外部大气潜在的危险侵入，在罩壳的主传动部位实现正压，也是常见的办法 ? 为了提供罩壳内部的照明需要，罩壳内安装有 220V－AC 的照明灯并带有 ON/OFF 开关 ? 设备搬运装置：在罩壳内部的燃气轮机上方安装有两根可移动的滑轨，用来检修和拆卸燃气轮机用，同样在齿轮箱的上方也安装有一根可移动的滑轨，用作撬内部件的维修和拆卸，它们的延伸支架位于撬外右侧如图 4.1.4.4a 所示 ? 不锈钢的门用五金，罩壳的所有门上均配置了一种三点式重型 316 不锈钢的门闭锁机构，该机构包括门把手、铰链、碰锁机构，门内侧闭锁防释器，门的开度限位器和附属小五金 3、吸音降噪设备：如果燃气轮机的工作环境要求有较低的噪音水平，为了适应透平的进气和排气消音系统的需要，一般指定采用可吸音的罩壳，另外，在通风的开口处也配备有合适的消音器，以便获得最佳的吸音效果本机组所用罩壳测得的声压级为 85dBA（距罩壳壁 1 米，高度 1.5 米测试） ，该结果是从多个读数取平均值得出的。

4、如果电气设备安装在一级、D 组、2 类危险区域内，那么罩壳的电气设备应满足 NFPA70（NEC）的要求 5、罩壳的通风采用了两只交流电动机直接驱动两台风机的配置，两台 100%通风量的风机是串联方式布置的，其中一台风机作为主风机使用（运行风机） ，而另一台作为备用风机两台风机的运行是可以通过控制进行选择的，因此起到了既灵活又可以均匀使用的要求风机的流量开关设置在罩壳的进机 械 设 备 10风管处 6、在罩壳的进风口处配置有一个单级、易清理的、挡板式的进气过滤器并为它设置有一个报警开关在通风的排气口处则安装有一只防反吸的风闸，为了防止当排风机不运行时外界灰尘侵入 7、在罩壳内还安装有由蓄电池供电的直流照明用的荧光灯，一旦当交流照明供电系统失电时，该照明灯便会自动点亮 8、在罩壳内安装了一套自动的，由电控制的火灾和可燃气体探测和监视系统，主火灾探测系统采用的是 UV 探头 该系统中包括有一只自动的全光学性的装置， 用来提供一种连续不断的光学表面检查。